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西門子S7系統(tǒng)PLC的符號編程基礎(chǔ)介紹

一、系統(tǒng)存儲區(qū)

S7的系統(tǒng)存儲區(qū)集成在CPU中，不能被擴(kuò)展。系統(tǒng)存儲區(qū)根據(jù)功能分為不同的區(qū)域供用戶使用。在用戶程序中使用相應(yīng)的指令可以在相應(yīng)的地址區(qū)內(nèi)直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行尋址。

1．輸入過程暫存區(qū)（I）

2．輸出過程暫存區(qū)（Q）

3．位存儲區(qū)（M）

4．外部輸入輸出（PI/PQ）

5．計(jì)時器（T）

6．計(jì)數(shù)器（C）

7．?dāng)?shù)據(jù)塊（DB）

8．局部數(shù)據(jù)（L）

二、地址尋址

什么是地址尋址？

1.位尋址

2.字節(jié)尋址

3.字尋址

4.雙字尋址

三、符號地址尋址

1.       全局符號

在符號編輯器中定義的符號。

2.       局部符號

局部符號是在程序塊中變量申明區(qū)中定義，定義的對象也只限于本塊的塊參數(shù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)和臨時數(shù)據(jù)等，且所定義的符號只在本程序塊中有效。

Overview

CBE30-2 通信板可用于為 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 提供另一個 PROFINET 接口。

另一個 PROFINET 接口的應(yīng)用如下：

• 兩個獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)（例如，一個本地網(wǎng)絡(luò)和一個上層網(wǎng)絡(luò)）
• 地址空間可加倍為 2 × 4 KB
• 可連接的設(shè)備的大數(shù)量可加倍為 2 × 64
• 分離為高速和低速總線系統(tǒng)/執(zhí)行系統(tǒng)是為了高效利用控制器容量（僅適用于 SIMOTION D435-2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN）

CBE30-2 通信板具備以下功能：

• PROFINET IO 控制器、智能設(shè)備（也可同時支持控制器和設(shè)備）
• 100 Mbps 全雙工/自動交叉
• 支持 PROFINET IO 的實(shí)時類別：
  • RT（實(shí)時）
  • IRT（等時同步實(shí)時）
• 將分布式 I/O 作為 PROFINET IO 設(shè)備集成
• 按照 V4 規(guī)范，通過 PROFIdrive 將各變頻器作為 PROFINET IO 設(shè)備集成
• 支持標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通信，例如
  • 與 SIMOTION SCOUT 接口
  • 連接 HMI 系統(tǒng)
  • 通過 TCP/IP 或 UDP 通信與任何其它設(shè)備通信
• 集成式 4 端口交換機(jī)，帶 4 個 RJ45 接口。因此，無需附加交換機(jī)即可組態(tài)佳拓?fù)洌偩€型、星型、樹型）。
• 支持介質(zhì)冗余 (MRP/MRPD)。

CBE30-2 通信板插在 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 的選件插槽中。

注意

CBE30-2 通信板只能與 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制單元結(jié)合使用。

該通信板與 SIMOTION D425、D435、D445-1 和 D4x5-2 DP 不兼容。

• CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 是 SIMATIC S7-400 系列中的高性能 CPU。使用這些 CPU，可為具有較高安全要求的工廠構(gòu)建一個故障安全自動化系統(tǒng)。

  通過 CPU 416F-2 的集成 PROFIBUS DP 接口，可作為一個主站或從站，直接連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場總線。

  在通過 IF 964-DP 接口模塊連接 CPU 416F-3 PN/DP 的情況下，可以連接另外一個 DP 主站系統(tǒng)。

  通過使用 ERTEC 400-ASIC，CPU 416F-3 PN/DP 的集成 PROFINET 接口實(shí)現(xiàn)了交換機(jī)功能。它提供了可從外部接觸到的兩個 PROFINET 端口。這意味著，除分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外，也可通過新型 S7-400 控制器實(shí)現(xiàn)總線型結(jié)構(gòu)。

  注：
  只能使用 6ES7964-2AA04-0AB0 接口模塊。

  故障安全 I/O 模塊可連接到所有集成接口，連接到 IF 964-DP，和/或通過通信模塊（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）進(jìn)行連接。通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP，實(shí)現(xiàn)安全通信。

  兩種 CPU 都具有：

  • 高性能的處理器：
    CPU 執(zhí)行每條二進(jìn)制指令時間僅為 0.03 μs 。
  • CPU 416F-2：8 MB 主存儲器（程序或數(shù)據(jù)各占用 4 MB）；
    CPU 416F-3 PN/DP：11.2 MB 主存儲器（程序或數(shù)據(jù)各 5.6 MB）；
    快速主存儲器用于對于執(zhí)行十分重要的用戶程序部分。
  • 靈活擴(kuò)展能力：
    多 262144 點(diǎn)數(shù)字量和 16384 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。
  • MPI 多點(diǎn)接口：
    通過 MPI，可在高達(dá) 12 Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率下，建立包含多 32 個站的簡單網(wǎng)絡(luò)。CPU 可與通信總線（C 總線）和 MPI 的站建立多 44 個連接。
  • 模式選擇開關(guān)：
    撥位按鈕設(shè)計(jì)
  • 診斷緩存：
    后的 120 個錯誤和中斷事件出于診斷目的而保存在一個環(huán)形緩存中?？梢詫斎霐?shù)目進(jìn)行設(shè)定。
  • 實(shí)時時鐘：
    CPU 的診斷報(bào)警帶有日期和時間標(biāo)記。
  • 存儲卡：
    用于擴(kuò)展內(nèi)置裝載存儲器。RAM 卡和 FEPROM 卡（FEPROM 甚至在零電壓下也可保存數(shù)據(jù)）。
  • MPI/DP 組合接口和內(nèi)置 PROFIBUS-DP 接口 (CPU 416F-2)：
    通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實(shí)現(xiàn)分布式自動化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。從用戶的角度來看，分布式 I/O 的處理與集中式 I/O 的處理是相同的（相同的組態(tài)、編址和編程）。
    混合安裝：SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 作為符合 EN 50170 的 PROFIBUS 主站。

  CPU 416F-3 PN/DP 還具有：

  • 子模塊接口：
    使用 IF 964-DP 接口模塊，可連接到一個另外的 PROFIBUS DP 主站系統(tǒng)。
  • 帶 2 個端口（交換機(jī)）的 PROFINET 接口
    • PROFINET IO，可連接 256 個 IO 設(shè)備
    • PROFINET CBA

  故障安全 I/O 模塊可連接到所有集成接口，連接到 IF 964-DP，和/或通過通信模塊（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）進(jìn)行連接。通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP，實(shí)現(xiàn)安全通信。

  
  

以下標(biāo)準(zhǔn) SIPLUS S7-300 CPU 可在惡劣環(huán)境條件下使用：

• SIPLUS S7-300 CPU 314 
  適用于在程序范圍和指令處理速度方面具有額外要求的工廠
• SIPLUS S7-300 CPU 315-2 DP 
  適用于在程序范圍和 PROFIBUS DP 配置方面具有中高要求的工廠
• SIPLUS S7-300 CPU 315-2 PN/DP
  適用于在程序范圍和 ROFIBUS DP 和 PROFINET IO 配置方面具有中高要求的工廠；可通過 PROFINET 上基于組件的自動化 (CBA) 中的分布式智能來實(shí)現(xiàn)
• SIPLUS S7-300 CPU 317-2 PN/DP
  適用于在程序范圍和 ROFIBUS DP 和 PROFINET IO 配置方面具有較高要求的裝置；可通過 PROFINET 上基于組件的自動化 (CBA) 中的分布式智能來實(shí)現(xiàn)

標(biāo)準(zhǔn) SIPLUS S7-300 CPU 可在以下惡劣環(huán)境條件下使用：

• 環(huán)境溫度范圍寬：-25°C 至 +60/+70 °C
• 在需要較高抗化學(xué)腐蝕性以及需能夠承受較高機(jī)械和生物負(fù)荷和鹽霧的場合
• 安裝海拔高度增加
• 可在高 相對濕度下使用
• 符合標(biāo)準(zhǔn) EN 50155

CPU 314 安裝有：

• 微處理器;
  處理器對每條二進(jìn)制指令的處理時間大約為 60 ns，每個浮點(diǎn)預(yù)算的時間為 0.59 μs。
• 擴(kuò)展存儲器;
  與執(zhí)行相關(guān)的程序段的 128 KB 高速 RAM（相當(dāng)于約 42 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間；
  SIMATIC 微型存儲卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項(xiàng)目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴(kuò)展能力;
  多達(dá) 32 個模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
• MPI多點(diǎn)接口;
  集成的 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 12 條連接。在這些連接中，始終為編程器和 OP 分別預(yù)留一個連接。通過“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網(wǎng)絡(luò)。

S7-200 PLC高速計(jì)數(shù)器指令的使用簡介

（1）每個高速計(jì)數(shù)器都有一個32位當(dāng)前值和一個32位預(yù)置值，當(dāng)前值和預(yù)設(shè)值均為帶符號的整數(shù)值。要設(shè)置高速計(jì)數(shù)器的新當(dāng)前值和新預(yù)置值，必須設(shè)置控制字節(jié)（表6-7），令其第五位和第六位為1，允許更新預(yù)置值和當(dāng)前值，新當(dāng)前值和新預(yù)置值寫入特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲區(qū)。然后執(zhí)行HSC指令，將新數(shù)值傳輸?shù)礁咚儆?jì)數(shù)器。當(dāng)前值和預(yù)置值占用的特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲區(qū)如表1所示。

表1  HSC0-HSC5當(dāng)前值和預(yù)置值占用的特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲區(qū)

除控制字節(jié)以及新預(yù)設(shè)值和當(dāng)前值保持字節(jié)外，還可以使用數(shù)據(jù)類型HC（高速計(jì)數(shù)器當(dāng)前值）加計(jì)數(shù)器號碼（0、1、2、3、4或5）讀取每臺高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。因此，讀取操作可直接讀取當(dāng)前值，但只有用上述HSC指令才能執(zhí)行寫入操作。

（2）執(zhí)行HDEF指令之前，必須將高速計(jì)數(shù)器控制字節(jié)的位設(shè)置成需要的狀態(tài)，否則將采用默認(rèn)設(shè)置。默認(rèn)設(shè)置為：復(fù)位和起動輸入高電平有效，正交計(jì)數(shù)速率選擇4×模式。執(zhí)行HDEF指令后，就不能再改變計(jì)數(shù)器的設(shè)置，除非CPU進(jìn)入停止模式。

（3）執(zhí)行HSC指令時，CPU檢查控制字節(jié)和有關(guān)的當(dāng)前值和預(yù)置值。

SIMOTION D4x5-2 的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榫哂写罅繀f(xié)調(diào)軸和循環(huán)時間較短的應(yīng)用。

典型的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

• 緊湊型多軸機(jī)器
• 機(jī)器循環(huán)段的高性能應(yīng)用程序
• 緊湊型機(jī)器
  • 包括驅(qū)動器中的全套機(jī)器控制
  • 大量的通信、HMI 和 I/O 連接
• 分布式驅(qū)動器概念
  • 具有大量協(xié)調(diào)軸的應(yīng)用
  • 使用分布式同步操作同步多個 SIMOTION D 控制單元

Design

SIMOTION D425?2 DP（左側(cè)）和插有 CBE30?2 的 SIMOTION D435?2 DP/PN（右側(cè)）

接口

顯示和診斷

• 用于顯示運(yùn)行狀態(tài)和錯誤的 LED
• 3 測量接口
• 維護(hù)開關(guān)和模式選擇開關(guān)
• 診斷按鈕

內(nèi)置 I/O

• 12 點(diǎn)數(shù)字量輸入
• 16 點(diǎn)數(shù)據(jù)量輸入/輸出（高速測量輸入的大值為 16，高速輸出凸輪的大值為 8）

通信

• 6 x DRIVE?CLiQ (4 × DRIVE?CLiQ 用于 D425?2)
• 2 個工業(yè)以太網(wǎng)接口（D4x5-2 DP 具有 3 個工業(yè)以太網(wǎng)接口），其中一個接口可方便地從模塊前面接觸
• 2 x PROFIBUS DP
• 1 x PROFINET IO
  （1 個接口，帶 3 個端口；僅限于 D4x5?2 DP/PN）
• 2 x USB

數(shù)據(jù)后備

• 1 個 SIMOTION CF 卡插槽

附加接口（非數(shù)據(jù)傳輸）

• 用于 24 V 電子電源的端子

選件模塊

通過 TB30 端子板，可使用 4 路數(shù)字量輸入、4 路數(shù)字量輸出、2 路模擬量輸入和 2 路模擬量輸出對 SIMOTION D4x52 控制單元進(jìn)行擴(kuò)展。TB30 端子板可插入控制單元的選件插槽內(nèi)。

使用 PROFINET IO 的 CBE30-2 通信板，可以使用帶有 4 個端口的第二個 PROFINET 接口配置 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制單元。

第二個 PROFINET 接口的應(yīng)用：

• 2 個獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)（例如，一個本地網(wǎng)絡(luò)，一個上層網(wǎng)絡(luò)）
• 地址空間可以加倍為 2 × 4 KB
• 可連接設(shè)備的大數(shù)目可加倍為 2 × 64
• 為了高效利用控制器能力，分離為高速和慢速總線系統(tǒng)/執(zhí)行系統(tǒng)（僅適用于 SIMOTION D435?2 DP/PN、D445?2 DP/PN 和 D455?2 DP/PN）
  • PROFINET 內(nèi)置接口：SERVO_Fast 和 IPO_Fast
  • PROFINET，通過 CBE30-2：SERVO / IPO / IPO2

注意：

CBE30-2 不能在 SIMOTION D4x5-2 DP 控制單元中使用。如果在沒有 SERVO_Fast 和 IPO_Fast 的情況下使用 CBE30-2，則兩個 PROFINET 接口都分配給 SERVO / IPO / IPO2。

裝配/安裝

SIMOTION D4x5-2 控制單元可通過以下三種方式之一安裝在控制柜中：

• 使用隔板進(jìn)行安裝
• 不使用隔板進(jìn)行安裝（僅限 D425-2 和 D435-2）
• 不使用隔板進(jìn)行安裝（僅限外部冷卻， D445-2 和 D455-2）

對于外部風(fēng)冷，D445-2/D455-2 控制單元的散熱片安裝在控制柜外。需要使用一個密封墊（選件），以便能夠?qū)⒃摽刂茊卧獨(dú)饷苄园惭b在后部機(jī)柜板中。

SIMOTION D4x5-2 控制單元提供有預(yù)組裝的隔板。如有必要，可將這些隔板卸下。

數(shù)據(jù)存儲/數(shù)據(jù)備份

SIMOTION D4x5-2 控制單元以一種免維護(hù)的方式性地存儲保持性過程數(shù)據(jù)（有關(guān)存儲器大小，請參見技術(shù)數(shù)據(jù)）。

通過一個 SuperCap，可對實(shí)時時鐘后備若干天。后備時間可通過安裝在雙風(fēng)扇/電池模塊中的一塊電池來延長。

SIMOTION D4x5-2 的供貨范圍內(nèi)包括雙風(fēng)扇/電池模塊（含電池）。

運(yùn)行時軟件、用戶數(shù)據(jù)和用戶程序可保存在 CF 卡中?？刂茊卧谋３中赃^程數(shù)據(jù)也可通過系統(tǒng)命令存儲在這個 CF 卡上（例如，在需要使用備件時）。

擴(kuò)展的執(zhí)行系統(tǒng) (SERVO_Fast / IPO_Fast)

除 SERVO、IPO 和 IPO2 外，SIMOTION D435-2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN 控制單元還具有另外一個運(yùn)行層級（SERVO_Fast 和 IPO_Fast）。

通過這個附加的運(yùn)行層級，可以在慢速和快速總線系統(tǒng)上分布具有不同動態(tài)響應(yīng)的電動和/或液壓軸，以便能夠更加高效地利用控制器的性能。

與高速 PROFINET I/O 模塊結(jié)合使用時，也可實(shí)現(xiàn)極快速的 I/O 處理。

由于采用這種擴(kuò)展執(zhí)行系統(tǒng)，可以用需要較少資源的毫秒級循環(huán)時間對電氣定位驅(qū)動器進(jìn)行控制，同時，可以較高的動態(tài)響應(yīng)和較短的循環(huán)時間對液壓機(jī)的壓力控制軸進(jìn)行控制。

通過 SERVO_Fast 和 IPO_Fast對液壓機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制

若激活了 SERVO_Fast 和 IPO_Fast，則會進(jìn)行以下分配：

• 將 SERVO_Fast 和 IPO_Fast 分配給 PROFINET。
• 將 SERVO、IPO 和 IPO2 分配給 PROFIBUS 或 SIMOTION D4x5-2/CX32-2 的集成變頻器。

如果通過 CBE30-2 提供了第二個 PROFINET 接口，則該接口也將被分配給 SERVO、IPO 和 IPO2。這種情況下，PROFINET 內(nèi)置接口將始終分配給 SERVO_Fast 和 IPO_Fast。

可連接 I/O

PROFINET IO：

• 經(jīng)過認(rèn)證的 PROFINET 設(shè)備
• 分布式 I/O (SIMATIC ET 200S/SP/M/pro/eco PN)
• 變頻調(diào)速柜（例如，SINAMICS S110/S120）

PROFIBUS DP：

• 認(rèn)證的 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)從站
  (DP-V0, DP-V1, DP-V2)
• SIMATIC ET 200S/M/eco/pro 分布式 I/O
• 變頻調(diào)速柜（例如，SINAMICS S110/S120）

DRIVE?CLiQ

SINAMICS S120 系列模塊：

• TM15、TM17 高性能型，TM31 端子模塊
• SMC/SME傳感器模塊
• DMC20/DME20 DRIVE-CLiQ 集線器模塊

USB:

例如，通過集成 USB 接口，可連接一個 USB 記憶棒，用于項(xiàng)目或固件升級。

帶SINAMICS S120 驅(qū)動器驅(qū)動器模塊的擴(kuò)展

SINAMICS S120 書本型變頻調(diào)速柜模塊（電源模塊、電機(jī)模塊等）可通過 DRIVE-CliQ 接口，連接到 SIMOTION D4x5-2 控制單元。

通過使用 CUA31/CUA32 控制單元適配器，SINAMICS S120 PM340 塊型功率模塊可運(yùn)行在 SIMOTION D4x5-2 控制單元上。

注意：

電源模塊/電機(jī)模塊隨附有用于將電源模塊/電機(jī)模塊連接到 SIMOTION D 的 DRIVE-CLiQ 電纜（標(biāo)準(zhǔn)長度）。

S7-200的工作過程和CPU的工作模式

1) S7-200在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)。任務(wù)循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個掃描周期。S7-200的工作過程如圖4所示。在一個掃描周期中，S7-200主要執(zhí)行下列五個部分的操作：

（Ⅰ）讀輸入：S7-200從輸入單元讀取輸入狀態(tài)，并存入輸入映像寄存器中。

（Ⅱ）執(zhí)行程序：CPU根據(jù)這些輸入信號控制相應(yīng)邏輯，當(dāng)程序執(zhí)行時刷新相關(guān)數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后，S7-200將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。

（Ⅲ）處理通訊請求：S7-200執(zhí)行通訊處理。

（Ⅳ）執(zhí)行CPU自診斷：S7-200檢查固件、程序存儲

器和擴(kuò)展模塊是否工作正常

（Ⅴ）寫輸出：在程序結(jié)束時，S7-200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器，后復(fù)制到物理輸出點(diǎn)，驅(qū)動外部負(fù)載。

（2）、S7-200 CPU的工作模式

   S7-200有兩種操作模式：停止模式和運(yùn)行模式。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當(dāng)前的操作模式。

   在停止模式下，S7--200不執(zhí)行程序，您可以下載程序和CPU組態(tài)。在運(yùn)行模式下，S7-200將運(yùn)行程序。

   S7-200提供一個方式開關(guān)來改變操作模式。您可以用方式開關(guān)（位于S7-200前蓋下面）手動選擇操作模式：當(dāng)方式開關(guān)撥在停止模式，停止程序執(zhí)行；當(dāng)方式開關(guān)撥在運(yùn)行模式，啟動程序的執(zhí)行；也可以將方式開關(guān)撥在TERM（終端）（暫態(tài)）模式，允許通過編程軟件來切換CPU的工作模式，即停止模式或運(yùn)行模式。

    如果方式開關(guān)打在STOP或者TERM模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時，CPU會自動進(jìn)入STOP模式。如果方式開關(guān)打在RUN模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時，CPU會進(jìn)入RUN模式。

西門子S7系統(tǒng)PLC的符號編程基礎(chǔ)介紹

一、系統(tǒng)存儲區(qū)

S7的系統(tǒng)存儲區(qū)集成在CPU中，不能被擴(kuò)展。系統(tǒng)存儲區(qū)根據(jù)功能分為不同的區(qū)域供用戶使用。在用戶程序中使用相應(yīng)的指令可以在相應(yīng)的地址區(qū)內(nèi)直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行尋址。

1．輸入過程暫存區(qū)（I）

2．輸出過程暫存區(qū)（Q）

3．位存儲區(qū)（M）

4．外部輸入輸出（PI/PQ）

5．計(jì)時器（T）

6．計(jì)數(shù)器（C）

7．?dāng)?shù)據(jù)塊（DB）

8．局部數(shù)據(jù)（L）

二、地址尋址

什么是地址尋址？

1.位尋址

2.字節(jié)尋址

3.字尋址

4.雙字尋址

三、符號地址尋址

1.       全局符號

在符號編輯器中定義的符號。

2.       局部符號

局部符號是在程序塊中變量申明區(qū)中定義，定義的對象也只限于本塊的塊參數(shù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)和臨時數(shù)據(jù)等，且所定義的符號只在本程序塊中有效。